艾比湖地区自然资源与生态环境现状及变化特征

2017-05-11付丽华董双发揭文辉张策魏本赞

河北遥感 2017年1期

关键词：盐碱荒漠化林地

付丽华董双发揭文辉张策魏本赞

（核工业航测遥感中心，石家庄，050002）

艾比湖地区自然资源与生态环境现状及变化特征

付丽华董双发揭文辉张策魏本赞

（核工业航测遥感中心，石家庄，050002）

以艾比湖及其西南部为研究区，采用资源3号卫星数据，利用遥感解译与野外调查相结合的方法获取自然资源与生态环境5因子（林地、草地、地表水、荒漠化、湿地）分布现状。艾比湖地区荒漠化最为发育，以盐碱质荒漠化为主，湿地主要位于艾比湖、精河、博尔塔拉河及三者交汇区，林地以防风固沙的灌木林地为主，草地稀疏，地表退化严重。通过与前期工作的对比，得出艾比湖地区自然资源因子林地、草地、地表水均减少，以草地变化最大；生态环境因子荒漠化和湿地均增加。生态环境总体表现为林地、草地面积减少，湖泊萎缩，荒漠化扩张。

艾比湖自然资源生态环境现状变化

一、引言

新疆艾比湖位于天山北坡西段，准噶尔盆地西南隅，西、南、北三面环山，西为阿拉山口，东与古尔班通古特沙漠相连，湖面海拔190m左右，是整个盆地海拔最低处，也是准噶尔盆地西南缘的汇水中心[1][2]。该区气候干旱，生态环境十分脆弱[3]，湖水面积涨消己经成为艾比湖流域生态环境改善与恶化的晴雨表[4]。多年来随着艾比湖大面积萎缩和荒地的大面积开垦，南岸和西南岸原精河和博尔塔拉河入湖口处沉积于湖面之下的沙丘呈裸露状态[5]，荒漠化急速扩展，湿地生物多样性受到严重威胁[6]，生态环境不断恶化。调查监测艾比湖自然资源和生态环境，保护艾比湖对新疆生态环境和经济发展有重要意义[3]。

研究区位于艾比湖湿地自然保护区(国家级)西南部，包括艾比湖及其西南部，面积1900km2，行政区划上地跨博州精河县和博乐市。本文以资源3号卫星影像为基础，结合外业调查查明了自然资源因子（林地、草地、地表水）与生态环境因子（荒漠化、湿地）2014年现状；系统整理前人资料，对比分析了各因子的变化特征。

二、工作方法

2.1 数据源

“资源3号"(ZY-3)卫星是我国自行研制的民用高分辨率光学传输型立体测绘卫星，于2012年1月9日成功发射，卫星集测绘和资源调查功能于一体，用于开展国土资源调查与监测[7]，最高分辨率达到2.1m，定位精度满足1∶50000比例尺地形图要求。

工作中采用2014年资源3号卫星影像，为2014年度土地变更调查遥感数据，数据质量良好，图像清晰，层次分明，满足艾比湖地区遥感解译精度（1∶50000）的要求。

2.2 分类标准体系

根据《全国国土遥感综合调查》分类、分级标准，艾比湖地区自然资源调查包括林地、草地和地表水3个因子，生态环境调查有荒漠化和湿地2个因子。其中林地分为有林地和灌木林地，草地分为天然草地和其它草地，地表水分为湖泊水面、河流水面和坑塘水面；荒漠化分为沙质荒漠化、盐碱质荒漠化和砾漠；湿地分为自然湿地和人工湿地。

2.3 工作方法

首先在充分了解及掌握以往相关内容成果的基础上，开展研究区相关调查专题的信息提取，进行遥感初步解译工作，掌握遥感影像特征，针对不同的解译内容建立遥感解译标志。利用arcgis软件进行图斑圈定和数据统计，特征明显或现有的条件无法到达的区域从资源3号卫星影像上直接判读。无法识别的或可疑图斑进行野外调查[1]。野外线路调查151km，观察点53个，验证图斑30个（图1）

三、艾比湖地区自然资源与生态环境现状

3.1 自然资源现状

艾比湖地区自然资源因子有林地、草地、地表水3个二级类，有林地、灌木林地、天然草地、其它草地、河流水面、湖泊水面和坑塘水面7个三级类。三级类中以湖泊水面最发育，面积402.05km2，占研究区总面积的21.41%（表1）。

艾比湖地区林地较发育，有林地主要分布于艾比湖的东北部，面积28.47km2；灌木林地主要分布在博尔塔拉河、精河的河流沿岸、精河盐场的西侧，面积128.69km2，占研究区总面积的22.96%。野外调查发现精河盐场西侧的灌木林地为人工种植的防风固沙林地。

艾比湖地区草地面积149.95km2，占研究区总面积的7.89%。草地类型有天然草地和其它草地。其它草地主要分布在博尔塔拉河、精河的河流沿岸及河流与艾比湖的交汇区（沼泽），面积78.62km2，为该区草地的52.43%；天然草地主要位于西北部博乐市境内，面积71.33km2，为该区草地面积的47.57%。野外调查发现河流与艾比湖的交汇区（沼泽）草地为茂密的芦苇，河流两岸及道路两侧多为杂草地。

艾比湖地区地表水面积406.72km2，占研究区面积的21.41%。包括河流水面、湖泊水面和坑塘水面，以湖泊水面为主，为艾比湖水面，面积402.05km2，占该区地表水面的98.85%，坑塘水面4.45km2，主要分布于河流湖泊交汇区，河流水面面积只有0.04km2，为精河局部水面变宽处。野外见地表有积水，东部精河流水量较大，芦苇长势茂盛

3.2 生态环境现状

艾比湖地区生态环境因子有荒漠化和湿地2类。荒漠化发育沙质荒漠化、盐碱质荒漠化和砾漠3个一级类，沙质荒漠化和盐碱质荒漠化又分为轻中重度三种程度。湿地发育有自然湿地和人工湿地2个一级类，自然湿地包括河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地2个二级类，季节性河流、洪泛湿地、永久性咸水湖、草本沼泽、内陆盐沼5个三级类；人工湿地有盐田、淡水养殖场和农用池塘3个三级类）。

1.荒漠化遥感调查现状

艾比湖地区荒漠化发育，遍布全区，面积920.46km2，占该区总面积的48.45%。分为沙质荒漠化、盐碱质荒漠化和砾漠，以盐碱质荒漠化最发育（表2）。

沙质荒漠化面积276.3km2，占该区荒漠化面积的30.02%。划分为轻度、中度、重度三个级别，以轻度沙质荒漠化最发育，面积167.4km2，占沙质荒漠化的60.59%，主要位于该区东南部；其次是中度沙质荒漠化，面积99.48km2，占沙质荒漠化的36.00%，主要位于博尔塔拉河、精河河口附近；重度沙质荒漠化面积仅有9.42km2，占沙质荒漠化的3.41%，仅分布于十二盐场西侧。

盐碱质荒漠化最发育，遍布全区，面积625.68km2，占该区荒漠化面积的67.97%，占重点区面积的32.93%，划分为轻度、中度、重度三个级别，以重度盐碱质荒漠化最发育，面积240.03km2，占盐碱质荒漠化的38.36%；其次是轻度盐碱质荒漠化，面积229.71km2，占盐碱质荒漠化的36.71%；中度盐碱质荒漠化面积155.94km2。分布上有向艾比湖程度加重的趋势。

研究区砾漠不发育，面积仅有18.48km2，占该区荒漠化面积的2.01%，占该区面积的0.97%，分布于西北部边缘。

2.湿地遥感调查现状

湿地主要围绕艾比湖、博尔塔拉河和精河分布，湿地面积462.44km2，占研究区总面积的24.34%。该区湿地有自然湿地和人工湿地，以自然湿地最发育，占湿地面积的97.73%（表3）。自然湿地又分为河流湿地、湖泊湿地和沼泽湿地，不同湿地类型分布区域不同，河流湿地主要沿河展布，沼泽湿地主要分布于精河和博尔塔拉河与艾比湖的交汇区。

河流湿地不发育，面积11.32km2，占该区湿地面积的2.45%，分布于博尔塔拉河和精河沿岸。三级分类有季节性河流和洪泛湿地，以洪泛湿地最发育，面积9.11km2，占河流湿地80.42%；季节性河流，面积2.21km2，主要沿精河分布。

湖泊湿地最发育，面积402.05km2，占该区湿地面积的86.94%，为艾比湖湿地，三级分类为永久性咸水湖。

沼泽湿地较发育，面积38.59km2，占该区湿地面积的8.34%，分布于博尔塔拉河、精河与艾比湖交汇区。三级分类有草本沼泽和内陆盐沼，以草本沼泽最发育，面积27.94km2，占沼泽湿地72.40%；内陆盐沼，面积10.65km2，占沼泽湿地的27.80%。

人工湿地不发育，面积10.48km2，占该区湿地面积的2.27%，三级分类有盐田、淡水养殖场和农用池塘，以盐田为主，占人工湿地的96.28%分布于重点区中北部精河与艾比湖交汇区。

四、艾比湖地区自然资源与生态环境变化

4.1 自然资源因子变化特征

对比2009年“二调”数据，艾比湖地区自然资源因子的分布面积均呈不同程度的减少趋势，林地、草地及地表水3因子的变化程度、变化区域各不相同（表4）。

1.林地变化特征

艾比湖地区2009年林地面积194.44km2，2014年林地面积157.16km2，2009年～2014年5年间林地减少37.28km2，是2009年的19.17%，平均每年减少3.83%。不同类型林地变化不一致，其中有林地增加，位于该区的东北角艾比湖的东北侧；灌木林地整体减少，主要位于该区的西南部，但是在艾比湖南岸沼泽区时增加的，林地分布变化的区域主要位于艾比湖南岸，如野外点D269处2009年数据为草地，经解译验证为灌木林地（图2）；野外点D265处2009年数据为灌木林地，经本次遥感调查为荒漠化土地，周围为草地（图3）

2.草地变化特征

艾比湖地区2009年草地面积336.34km2，2014年草地面积149.95km2，2009年～2014年5年间草地面积减少186.39km2，是2009年的55.42%，平均每年减少11.08%。不同类型草地变化不一致，其中其它草地增加，天然草地、人工草地大幅度减少，变化的区域主要位于该区西南部。其它草地增加的区域主要位于艾比湖南侧的沼泽，如野外点237处2009年数据为荒漠化土地，经本次解译及野外验证为其它草地（芦苇）（图4）；天然草地及人工草地减少的区域主要位于艾比湖西南部，是人类活动较密集区，多为耕地。如野外点227处2009年的数据为人工草地，经本次解译及野外验证为耕地（棉花）（图5）。

3.地表水变化特征

艾比湖地区2009年地表水面积529.36km2，2014年地表水面积406.72km2，2009年～2014年5年间地表水减少122.64km2，是2009年的23.17%，平均每年减少4.63%。变化的区域主要位于艾比湖的周缘，表现为艾比湖湖面范围缩小。

4.2 生态环境因子变化特征

对比2007年《全国生态地质环境遥感监测成果集成与综合研究》矢量数据，艾比湖地区生态环境因子的分布面积均呈不同程度的增加趋势，荒漠化和湿地2因子的变化程度、变化区域各不相同。

1.荒漠化变化特征

艾比湖地区2007年荒漠化面积810.58km2，2014年荒漠化面积920.46km2，2007年～2014年7年间荒漠化减少109.88km2，是2007年荒漠化的13.56%，平均每年减少1.94%（表5）。具体变化特征如下：

1）不同类型荒漠化变化不一致，其中沙质荒漠化增加36.35km2，是2007年沙质荒漠化面积的15.15%；轻中重度沙质荒漠化变化不一致，轻度和重度沙质荒漠化面积减少，中度沙质荒漠化增加。盐碱质荒漠化面积增加86.22km2，是2007年面积的15.98%；轻度和中度盐碱质荒漠化增加，重度盐碱质荒漠化面积减少。砾漠面积减少12.69km2，是2007年砾漠面积的40.71%。

2）不同区域荒漠化变化不一致

该区西南部，荒漠化面积减少，中部艾比湖南岸地区（重点区）及艾比湖周缘荒漠化增加，且有向艾比湖强度增加的趋势。如野外点269处2009年数据天然草地，经本次解译及野外验证该处为灌木林地且已经发生轻度盐碱质荒漠化（图6）；野外点243处2009年的数据为轻度盐碱质荒漠化，经本次解译及野外验证为沼泽草地（图7）。

2.湿地变化特征

艾比湖地区2007年湿地面积444.88km2，2014年湿地面积462.44km2，2007年～2014年7年间湿地面积增加122.64km2，是2007年的3.95%，平均每年减少0.56%。不同类型、不同区域湿地变化不一致（表6）。

1）不同类型湿地变化不一致。自然湿地面积2014年总体增加7.08km2，是2007自然湿地面积的1.5%年，其中河流湿地为本次调查解译增加的湿地，面积11.32lm2；湖泊湿地面积减少16.23km2，是2007年湖泊湿地的3.88%；沼泽湿地面积增加11.99km2，是2007年沼泽湿地的45.08%，其中草本沼泽增加27.94km2，内陆盐沼减少15.95km2。人工湿地为2014年解译增加的湿地，面积10.48km2，类型有盐田、淡水养殖场和农用池塘，其中以盐田为主，面积10.09km2。